Biološka oksidacija.

energija ne more obstajati brez živega bitja.Za vsako kemijsko reakcijo, vsak proces zahteva njeno prisotnost.Vsaka oseba, ki je enostaven za razumevanje in občutek.Če cel dan, da bi jedli hrano, nato pa ga je zvečer, in morda še preden se bodo simptomi začeli povečano utrujenost, slabost, moč občutno pade.

Kakšen način različni organizmi, ki so prilagojena za proizvodnjo energije?Od kod prihaja in kaj procesi pojavljajo hkrati znotraj kletke?Poskusite razumeti ta članek.Proizvodnih organizmov

Energetski

Kakorkoli energija ne porablja, je osnova vedno ležijo OVR (redoks reakcije).Primeri vključujejo različne.Enačba fotosinteze, ki nosijo zelene rastline in nekatere bakterije - je tudi OVR.Seveda, bo proces se razlikujejo glede na to, ali je živo bitje mišljeno.

Torej, vse živali - je heterotrofna.To pomeni, da ti organizmi, ki ne morejo obliki v pripravljene organske spojine za nadaljnjo cepitev in sproščanje kemijske energije.

Rastline, na drugi strani pa so najmočnejši proizvajalec organsk

ih snovi na našem planetu.Izvedli zapleten in pomemben proces, imenovan fotosinteze, ki je tvorba glukoze iz vode, ogljikovega dioksida pod vplivom posebne snovi - klorofila.Stranski produkt je kisik, ki je vir življenja vseh aerobnih živih bitij.

Redoks reakcije, primeri, ki ponazarjajo ta proces:

  • 6CO2 + 6H2O = klorofil = C6H10O6 + 6O2;

ali

  • ogljikov dioksid + vodik pod vplivom oksid pigmenta klorofila (encimska reakcija) = monosaharida + prostega molekularnega kisika.

Prav tako obstaja tudi predstavniki biomase našega planeta, ki so sposobni uporabljati energijo kemijskih vezi anorganskih spojin.Imenujejo se chemotroph.Te vključujejo veliko vrst bakterij.Na primer, mikroorganizmi vodik, oksidacijo substrata molekulo v tleh.Postopek deluje na naslednji način: 2H2 +02 = 2H20.

zgodovino razvoja znanja o biološki oksidacije

procesa, ki je osnova za energijo, je znan danes.Ta biološka oksidacija.Biochemistry, kot je podrobno preučila odtenke vseh fazah in mehanizme delovanja, ki ga skoraj ni skrivnostmi.Vendar ni bilo vedno.

prvič omenja, da v živih bitjih obstajajo kompleksne transformacije, ki so po naravi kemijskih reakcij je bilo približno v XVIII.To je, ko Antoine Lavoisier, slavni francoski kemik, obrnil svojo pozornost na to, kako podobna biološka oksidacija in izgorevanje.Sledil grobo pot z dihanjem kisika absorbira in ugotovila, da so v telesu procesi oksidacije, vendar počasneje kot zunanji strani zgorevanja različnih snovi.To pomeni, da oksidant - kisikove molekule - reagirajo z organskimi spojinami, in zlasti z vodikom in ogljikom od njih in popolna konverzija, skupaj z razkrojem spojin.

Vendar, čeprav je ta predpostavka je v bistvu precej realna, ostale nejasne veliko stvari.Na primer:

  • krat podobni procesi, morajo biti pogoji toka biti enaki, vendar oksidacija izkupiček pri nizki telesni temperaturi;Akcijski
  • se ne spremlja sproščanje velike količine toplote in ni nastanek plamena;Preživelih
  • obstaja vsaj 75-80% vode, vendar to ne preprečuje, "gorenje" hranila v njih.

Da bi odgovorili na vsa ta vprašanja in razumeti, kaj pravzaprav je biološka oksidacija, je trajalo več kot eno leto.

Obstajajo različne teorije, ki izpeljane pomen procesa kisika in vodika.Najpogostejši in najbolj uspešni so bili:

  • teorija Bach imenuje peroksid;
  • Palladin teorija, ki temelji na takšnem konceptu kot "chromogens".

Kasneje so bili mnogi znanstveniki v Rusiji in drugih državah, ki se postopoma omogočajo dopolnitev in sprememb na vprašanje, kaj je biološka oksidacija.Biokemija danes, zaradi njihovega dela, lahko vam povem o vsakem od reakcijskega procesa.Med najbolj znanimi imeni s področja vključujejo:

  • Mitchell;
  • S. Severin;
  • Warburg;
  • VA Belitser;
  • Lehninger;
  • VP Skulachev;
  • Krebs;
  • Green;
  • Engelhardt;
  • Kaylin in drugi.

Vrste biološke oksidacije

Obstajata dve glavni vrsti postopka, ki se pojavljajo v različnih pogojih.Tako je najbolj pogosta v mnogih vrst mikroorganizmov in gliv način za pretvorbo prejete hrane - anaerobno.Ta biološka oksidacija, ki se izvaja brez kisika in brez njegove vpletenosti v kakršni koli obliki.Ti pogoji so v krajih, kjer ni dostopa zraka: podzemnih, v gnitje substrati, muljev, gline, močvirja in celo v vesolju.

Ta tip oksidacije ima drugo ime - glikolize.Je ena izmed faz bolj težko in zamudno, vendar energetsko bogata proces - konverzijo ali aerobna tkivo dihanje.To je druga vrsta postopka.Pojavlja se v vseh živih bitij aerobne heterotrofov, ki uporabljajo kisik za dihanje.

Tako naslednje vrste biološko oksidacijo.

  1. glikolitičen anaerobni način.To ne zahteva prisotnost kisika in konča z različnimi oblikami fermentacije.
  2. tkivo dihanje (oksidativna fosforilacija) ali aerobne vrste.To zahteva obveznega prisotnosti molekulskega kisika.

Actors

nadaljuje, da se razmisli neposredno na funkcije, ki vsebuje biološko oksidacijo.Definiramo bazičnih spojin in njihove okrajšave, ki se bodo še treba uporabiti.

  1. acetil koencim A (acetil-CoA) - kondenzacija oksalne kisline in ocetne kisline, koencim, ki se tvori v prvem koraku cikla trikarboksilne kisline.
  2. Krebs cikel (cikel citronska kislina, citronska kislina) - serija kompleksnih zaporednih redoks transformacij, ki ga spremlja sproščanje energije, zmanjševanje vodika, izobraževanje je pomembna nizka izdelki molekulsko maso.On je glavna povezava kataliza in anabolizem.
  3. znova in znova * H - dehidrogenaze encima, stojala za nikotinamid.Drugi formule - molekula s pripeto vodika.NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfat.
  4. FAD in FAD * H - flavinadenindinukleotid - koencim dehidrogenaze.
  5. ATP - adenozin trifosfat.
  6. STC - piruvična kislina ali piruvat.
  7. sukcinat ali jantarna kislina, H3PO4 - fosforna kislina.
  8. GTP - gvanozin trifosfat, razred purinskih nukleotidov.
  9. ETC - elektronov prometno verigo.
  10. Encimi proces: peroksidaze, oksidaza, citokrom oksidaza, Flavin dehidrogenaza koencime in razne druge spojine.

Vse te spojine so neposredno vključeni v proces oksidacije, ki se pojavi v tkivih (celicah) živih organizmov.

faze biološke oksidacije: namizne

Stage Procesi in vrednost
glikoliza bistvo procesa leži v anoksičnem razgradnji monosaharidov, ki je pred proces celičnega dihanja in jo spremlja sproščanje energije, ki je enaka dvema molekul ATP.Piruvat se proizvaja tudi.To je prvi korak za vsak živ organizem heterotrofov.Vrednost pri oblikovanju PVC, ki je na voljo na mitohondrijske cristae in substrat za tkivno kisika z oksidacijo.V anaerobne glikolize pride po fermentaciji različnih vrst.
oksidacija piruvata Ta proces je za pretvorbo STC nastala med glikolize, da acetil-CoA.To se izvede z specializiranega encim piruvat dehidrogenaze kompleksa.Rezultat - cetil-CoA molekule, ki vstopajo v Krebsov cikel.Enak postopek se izvaja obnovo NAD v NADH.Kraj lokalizacija - Crista mitohondriji.
Decay beta maščobne kisline Ta proces poteka vzporedno s prejšnjimi Christie mitohondrije.Njegovo bistvo je reciklirati vseh maščobnih kislin za acetil-CoA in ga v ciklu citronske kisline.Prav tako povrne NADH.
Krebs cikel

prične s pretvorbo acetil-CoA v citronsko kislino, ki je izpostavljen nadaljnje transformacije.Eden od najpomembnejših korakov, ki vključujejo biološko oksidacijo.To kislino obdelamo:

  • dehidrogeniranje;
  • dekarboksilacija;
  • regeneracija.

Vsak proces se izvede večkrat.Rezultat: GTP, ogljikov dioksid, reducirana oblika NADH in FADN2.Ta biološki oksidacijski encimi so prosto nahaja v mitohondrijskih matričnih delcev.

oksidativna fosforilacija

To je zadnji korak pretvorbe spojin v evkariontskih organizmov.Ta pretvarja ADP v ATP.Energija, ki je potrebna za to delo oksidacijo molekul NADH in FADN2 ki nastanejo pri predhodnih stopnjah.Zaporednih prehodov ETC in zmanjšane možnosti pojavi Zaključek energije energetsko obveznic ATP.

Prav vsi postopki, ki spremljajo biološko oksidacijo vključujejo kisik.Seveda pa niso v celoti opisan, vendar le v naravi, za podroben opis potrebujejo celo poglavje knjige.Vsi biokemični procesi živih organizmov je zelo večplasten in zapleten.

Redoks reakcije

redoks reakcije, katerih primeri so prikazani v zgoraj opisani oksidacijo substrata, kot sledi.

  1. glikoliza: monosaharidi (glukoza) + + 2ADF 2NAD = 2PVK 2ATF + + 4H + + 2H2O NADH.
  2. oksidacija piruvata: STC = encimskega + ogljikov dioksid + acetaldehid.Potem naslednji korak: acetaldehid + koencima A = acetil-CoA.
  3. niz zaporednih transformacij citronske kisline v Krebsov ciklus.

Te redoks reakcije, za katere so primeri, navedeni zgoraj, odraža bistvo procesov, ki se odvijajo le na splošno.Znano je, da imajo spojine v pripadajo v veliki ogljikovega skeleta visoko molekulsko, ali ima, tako prikazati vse popoln formulo preprosto ni mogoče.

energetski izkoristek tkivo dihanja

V zgornjem opisu je razvidno, da za izračun celotne proizvodnje vse energije oksidacijskega je preprost.

  1. dve molekuli ATP daje glikolize.
  2. oksidacija piruvat 12 molekul ATP.
  3. 22 molekul pade na cikel citronske kisline.

Rezultat: popolna biološka oksidacija aerobne način daje energijo, moč, ki je enak 36 molekul ATP.Vrednost biološkega oksidacijo je očitna.To je ta energija se ga živi organizmi za življenje in delovanje, kot tudi, da se ogreje svoje telo, gibanje in druge potrebne stvari uporablja.

Anaerobni oksidacijo substrata

drugo vrsto biološkega oksidacije - anaerobna.Da je tista, ki se izvaja na vse, ki pa ustavi določene vrste mikroorganizmov.To glikolize, in je tukaj, da se razlike jasno viden pri nadaljnjem preoblikovanju snovi med aerobne in anaerobne.

faze biološke oksidacije na ta način malo.

  1. glikoliza, tj oksidacijo molekul glukoze do piruvata.
  2. fermentacija, ki vodi do regeneracijo ATP.

Fermentacija je lahko različnih vrst, odvisno od organizma, njenih izvedbenih.

mlečne fermentacije se izvaja mlečnokislinskih bakterij, in nekatere glive.Bistvo je, da se ponovno vzpostavi STC v mlečno kislino.Ta postopek se uporablja v industriji za proizvodnjo:

  • mlečnih izdelkov;
  • piklane sadja in zelenjave;
  • silaža za živali.

Ta tip fermentacije je ena izmed najbolj uporabljanih v človeških potreb.

alkoholno vrenje

znane ljudi z najbolj antičnih časov.Bistvo postopka je pretvoriti STC v dveh molekul etanola in dveh ogljikov dioksid.Zaradi takšne dobitkom tovrstnega fermentacijo se uporablja za proizvodnjo:

  • kruha;
  • vino;
  • pivo;
  • slaščice in drugi.

uveljavlja svojo gobovo kvas in bakterijskih mikroorganizmov.

klostridije

Dovolj ozko specifičen tip fermentacije.Izvajajo z bakterijami iz rodu Clostridium.Bottom line je pretvorba piruvata v maslene kisline, ki daje hrano neprijeten vonj in žarkega okusa.Zato

biooxidation reakcija dogaja na tej poti, se praktično ne uporabljajo v industriji.Vendar pa so te bakterije nacepili si hrano in škodo, znižuje njihovo kakovost.